(57)【要約】【課題】高周波インバータの回路方式の違いなどで防磁磁性体が影響を受けずに安定した炊飯性能を確保できる誘導加熱式炊飯器を提供する。【解決手段】防磁磁性体３の近傍に配置された直流磁界発生手段５により高周波インバータ４の動作中に直流磁界を印可することにより、防磁磁性体３の磁気特性における動作点を変えることができるため、高周波インバータ４の回路方式や筐体構成が変わっても防磁磁性体３にこれまでと同様な磁気特性をもたせることができ、その結果、炊飯性能を安定して確保することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鍋と、前記鍋を誘導加熱する加熱コイルと、前記加熱コイル近傍に配置され前記鍋と前記加熱コイルの磁気結合を強める防磁磁性体と、前記加熱コイルに高周波電流を供給する高周波インバータと、直流磁界を発生させる直流磁界発生手段とを備え、前記高周波インバータの動作中に前記直流磁界発生手段により直流磁界を印可して防磁磁性体の透磁率を可変する誘導加熱式炊飯器。
【請求項２】
直流磁界発生手段は、防磁磁性体近傍または加熱コイル近傍に配置する請求項１に記載の誘導加熱式炊飯器。
【請求項３】
直流磁界発生手段は永久磁石により構成し、前記直流磁界発生手段は複数に配置された防磁磁性体にほぼ等しく直流磁界が掛かるように加熱コイルに対して円状に配置する請求項１または２に記載の誘導加熱式炊飯器。
【請求項４】
直流磁界発生手段は永久磁石により構成し、前記直流磁界発生手段は複数に配置された防磁磁性体のそれぞれの近傍に前記防磁磁性体からほぼ等距離で各防磁磁性体に対応して永久磁石を配置する請求項１〜３のいずれか１項に記載の誘導加熱式炊飯器。
【請求項５】
複数の永久磁石により構成される直流磁界発生手段は、極性をすべて同一とする請求項３または４に記載の誘導加熱式炊飯器。
【請求項６】
直流磁界発生手段は、高周波インバータ内の直流電流が発生する配線を複数回巻き構成するコイル状の配線を用いる請求項１または２に記載の誘導加熱式炊飯器。
【請求項７】
コイル状の配線により構成される直流磁界発生手段は、防磁磁性体にほぼ等しく直流磁界が掛かるように加熱コイルと同周方向に円状に配置する請求項６に記載の誘導加熱式炊飯器。
【請求項８】
鍋を加熱する電力を制御する電力制御手段を備え、入力電力に応じて直流磁界発生手段の磁界発生量を変化させる請求項６または７に記載の誘導加熱式炊飯器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、家庭用および業務用として用いられる誘導加熱式炊飯器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、誘導加熱式炊飯器はよく知られているところである（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図６に一般的な誘導加熱式炊飯器を示す。これは、鍋１と、鍋１と磁気的に結合するように鍋１に対向して配設される加熱コイル２と、鍋１と加熱コイル２との磁気結合を強めるために加熱コイル２の下方に配設される防磁磁性体３と、加熱コイル２に高周波電力を供給する高周波インバータ４とで構成されている。
【０００４】
このように構成された誘導加熱式炊飯器では、鍋１に高周波磁界を供給することで、鍋表層に渦電流を発生させ、鍋１自身を発熱させることで鍋１内の米および水に熱を加えて炊飯を行うものである。
【特許文献１】特開平８−２６６４０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記従来の構成では、御飯の炊きあがり具合、すなわち炊飯性能への防磁磁性体３の影響が大きく、加熱構成が少し変わっただけで炊飯性能が変わることが生じたり、あるいは高周波インバータ４の動作が変わっただけで炊飯性能が変わったりするという課題が生じていた。これは、防磁磁性体３の磁化特性を外部から変えられないためであり、筐体構成や回路動作に適した防磁磁性体を実験的に探すことで対応している。
【０００６】
本発明は、前記従来の課題を解決するために、筐体構成が変わるあるいは高周波インバータの動作が変わっても、同じ防磁磁性体を用いて安定して炊飯性能を得ることができる誘導加熱式炊飯器を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記従来の課題を解決するために、本発明の誘導加熱式炊飯器は、直流磁界を発生させる直流磁界発生手段を備え、高周波インバータの動作中に直流磁界発生手段により直流磁界を印可して防磁磁性体の透磁率を可変するようにしたものである。
【０００８】
これにより、防磁磁性体の磁気抵抗を可変させ、高周波インバータの回路方式や筐体構成が変わっても防磁磁性体にこれまでと同様な磁気特性をもたせることができ、その結果、炊飯性能を安定して確保することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の誘導加熱式炊飯器は、高周波インバータの回路方式や筐体構成が変わっても安定した炊飯性能を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
第１の発明は、鍋と、前記鍋を誘導加熱する加熱コイルと、前記加熱コイル近傍に配置され前記鍋と前記加熱コイルの磁気結合を強める防磁磁性体と、前記加熱コイルに高周波電流を供給する高周波インバータと、直流磁界を発生させる直流磁界発生手段とを備え、前記高周波インバータの動作中に前記直流磁界発生手段により直流磁界を印可して防磁磁性体の透磁率を可変する誘導加熱式炊飯器とすることにより、防磁磁性体の磁気抵抗を可変させ、高周波インバータの回路方式や筐体構成が変わっても防磁磁性体にこれまでと同様な磁気特性をもたせることができ、その結果、炊飯性能を安定して確保することができる。
【００１１】
第２の発明は、特に、第１の発明において、直流磁界発生手段は、防磁磁性体近傍または加熱コイル近傍に配置することにより、少ない直流磁界で防磁磁性体への影響を与えることができるため、他の基幹部品への影響を少なくした状態で、防磁磁性体にこれまでと同様な磁気特性をもたせることができ、その結果、炊飯性能を安定して確保することができる。
【００１２】
第３の発明は、特に、第１または第２の発明において、直流磁界発生手段は永久磁石により構成し、前記直流磁界発生手段は複数に配置された防磁磁性体にほぼ等しく直流磁界が掛かるように加熱コイルに対して円状に配置することにより、防磁磁性体に均等に直流磁界が掛かかり、直流磁界の防磁磁性体への影響を均一にできるため、複数の防磁磁性体にこれまでと同様な磁気特性をもたせることができ、その結果、安定した炊飯性能を確保することができる。
【００１３】
第４の発明は、特に、第１〜第３のいずれか１つの発明において、直流磁界発生手段は永久磁石により構成し、前記直流磁界発生手段は複数に配置された防磁磁性体のそれぞれの近傍に前記防磁磁性体からほぼ等距離で各防磁磁性体に対応して永久磁石を配置することにより、簡易の構成で直流磁界を安定して掛けることが可能となり、防磁磁性体にこれまでと同様な磁気特性をもたせることができ、その結果、安定した炊飯性能を確保することができる。
【００１４】
第５の発明は、特に、第３または第４の発明において、複数の永久磁石により構成される直流磁界発生手段は、極性をすべて同一とすることにより、防磁磁性体に均等に直流磁界が掛かかり、直流磁界の防磁磁性体への影響を均一にできるため、複数の防磁磁性体にこれまでと同様な磁気特性をもたせることができ、その結果、安定した炊飯性能を確保することができる。
【００１５】
第６の発明は、特に、第１または第２の発明において、直流磁界発生手段は、高周波インバータ内の直流電流が発生する配線を複数回巻き構成するコイル状の配線を用いることにより、簡易な構成で直流磁界を発生することが可能になるとともに配線のみで構成することができるため安価な構成で直流磁界を発生させることが可能となり、簡易で安価に防磁磁性体にこれまでと同様な磁気特性をもたせることができ、その結果、安定した炊飯性能を確保することができる。
【００１６】
第７の発明は、特に、第６の発明において、コイル状の配線により構成される直流磁界発生手段は、防磁磁性体にほぼ等しく直流磁界が掛かるように加熱コイルと同周方向に円状に配置することにより、簡易の構成で直流磁界を安定して掛けることが可能となり、防磁磁性体にこれまでと同様な磁気特性をもたせることができ、その結果、安定した炊飯性能を確保することができる。
【００１７】
第８の発明は、特に、第６または第７の発明において、鍋を加熱する電力を制御する電力制御手段を備え、入力電力に応じて直流磁界発生手段の磁界発生量を変化させることにより、磁界変化に応じて防磁磁性体の動作点を変えることができるため、入力電力に応じて防磁磁性体は最適な動作点での動作が可能になり、防磁磁性体にこれまでと同様な磁気特性をもたせることができ、その結果、安定した炊飯性能を確保することができる。
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００１９】
（実施の形態１）
図１〜図３は、本発明の実施の形態１における誘導加熱式炊飯器を示すものである。
【００２０】
図１、図２に示すように、本実施の形態における誘導加熱式炊飯器は、鍋１と、鍋１に対向して配設し鍋１を誘導加熱する加熱コイル２と、加熱コイル２の近傍に配置され鍋１と加熱コイル２の磁気結合を強めるために加熱コイル２の裏面下方に配設される防磁磁性体３と、加熱コイル２に高周波電流を供給する高周波インバータ４と、直流磁界を発生させる直流磁界発生手段５とを備えている。そして、高周波インバータ４の動作中に直流磁界発生手段５により直流磁界を印可して防磁磁性体３の透磁率を可変するようにしたものである。
【００２１】
以上のように構成された誘導加熱式炊飯器について、以下その動作、作用を説明する。
【００２２】
誘導加熱式炊飯器は、鍋１に高周波磁界を供給することで、鍋表層に渦電流を発生させ、鍋自身を発熱させることで鍋１内の米および水に熱を加え炊飯を行う。このため、鍋１は表層に渦電流が生じた時により発熱が大きくなるように表皮抵抗が大きい磁性ステンレスなどの磁性金属を含む金属材で構成される。また、鍋１への高周波磁界の供給は、加熱コイル１に高周波電流を流すことで発生する高周波磁界を利用している。そして、鍋１と加熱コイル２の磁気的な結合が強いほど効率よく高周波磁界を鍋１に集めることができるため、互いの結合を強めておくことが必要である。このため、加熱コイル２は鍋１と対向して配置され、更に加熱コイル２の裏面には防磁磁性体３が配設される。また、高周波インバータ４は、高周波インバータ４内の半導体スイッチを２０ｋ〜５０ｋＨｚ程度の周波数でｏｎ／ｏｆｆさせることで、加熱コイル２に高周波電流を発生させる。このため、誘導加熱式炊飯器は、高周波インバータ４内の半導体スイッチを用いての細かい制御が可能となり、炊飯工程を細かく設定することでおいしい御飯を炊くことができる。
【００２３】
一方、防磁磁性体３としては高周波磁界に対して損失の少ないフェライトが用いられることが多い。この際、防磁磁性体３は内部を通過する磁界に対して、図３のような特性を持つ。すなわち、磁界の状態によって磁界の通りやすさを示す透磁率が変化する特性を持つ。よって、誘導加熱を行う高周波磁界が掛かった状態では、防磁磁性体３は一定の範囲内で透磁率を変化させながら動作していることになる。この動作状態は、鍋１と加熱コイル２および高周波インバータ４の回路構成などで決まるため、一度全体構成が決まるとその構成に適した特性を持つ防磁磁性体３を選択する必要が生じることになる。
【００２４】
特に、高周波インバータ４においては、高周波インバータ４が誘導加熱に用いられる高周波成分以外の直流成分を含む回路方式の場合には、防磁磁性体３は直流磁界が掛かった状態となるため、直流磁界でバイアスされた状態で高周波磁界による変化が生じることになる。そこで、直流磁界発生手段５により防磁磁性体３に直流磁界をかけることで、この直流バイアス分を変えることができるため、最良の動作範囲で防磁磁性体３の動作を行わせることができる。すなわち、防磁磁性体３の磁界の防磁効果を上げるために透磁率が高い場所を中心に高周波磁界が動作する様に直流磁界を掛けたり、あるいは飽和特性を改善するために原点付近を中心に高周波磁界が動作する様に直流磁界を掛けたり、あるいは炊飯性能が最適になるような動作点で高周波磁界が掛かるようにすることができる。
【００２５】
また、直流磁界発生手段５は防磁磁性体３に少ない直流磁界で影響を与えることができるように、加熱コイル２の近傍または防磁磁性体５の近傍に配置することが望ましく、また直流磁界発生手段５としては永久磁石を用いた方が配線などが必要なく簡易な構成で実現することができる。
【００２６】
更に、直流磁界発生手段５に永久磁石を用いる場合においては、図２に示すように各防磁磁性体３の近傍毎に対象に配置することで各防磁磁性体３の動作状態を均一にすることができるとともに、永久磁石の極性をすべて同一とすることで各防磁磁性体３の動作点を揃えることができる。
【００２７】
以上のように、本実施の形態においては、直流磁界発生手段５により高周波インバータ４の動作中に直流磁界を印可することにより、防磁磁性体３の磁気特性における動作点を変えることができるため、高周波インバータ４の回路方式や筐体構成が変わっても同じ防磁磁性体３を用いて炊飯性能を安定して確保することができる。
【００２８】
（実施の形態２）
図４、図５は、本発明の実施の形態２における誘導加熱式炊飯器を示すものである。実施の形態１と同一要素については同一符号を付して説明を省略する。
【００２９】
図に示すように、本実施の形態における誘導加熱式炊飯器は、高周波インバータ４内で直流電流が発生する配線を複数回巻き構成するコイル状の配線６を用いて実施の形態１における直流磁界発生手段５を構成している。
【００３０】
以上のように構成された誘導加熱式炊飯器について、以下その動作、作用を説明する。
【００３１】
高周波インバータ４は、商用電源を全波整流し直流電源化した後、半導体スイッチをｏｎ／ｏｆｆすることで半導体スイッチの接続された加熱コイル２に高周波電流を供給する構成をとる。そこで、全波整流した後の配線を複数回巻きにしてコイル状の配線６を構成することで直流磁界を発生させることができる。このコイル状の配線６を、図５に示す様に、加熱コイル２および防磁磁性体３の近傍に配置することで、防磁磁性体３の磁界変化の動作範囲を最適にすることができる。この際、コイル状の配線６の巻き数を変えることで直流磁界の量を調整することができる。
【００３２】
また、コイル状の配線６は、図５に示すように加熱コイル２と同周方向に円状に配置することで、直流磁界を防磁磁性体３にほぼ等しく掛けることができる。
【００３３】
更に、コイル状の配線６を高周波インバータ４の主回路上の配線から取ることで、入力電力に応じた直流磁界を得ることができるようになるため、入力電力に応じて最適な動作点で動作させることができる。
【００３４】
なお、図示していないが、鍋１を加熱する電力を制御する電力制御手段を備え、入力電力に応じてコイル状の配線６（直流磁界発生手段５）の磁界発生量を変化させれば、磁界変化に応じて防磁磁性体３の動作点を変えることができるため、入力電力に応じて防磁磁性体３は最適な動作点での動作が可能になり、防磁磁性体３にこれまでと同様な磁気特性をもたせることができ、その結果、安定した炊飯性能を確保することができる。
【００３５】
以上のように本実施の形態においては、直流磁界発生手段５として高周波インバータ４内の直流電流が発生する配線を複数回巻き構成するコイル状の配線６を用いることにより、簡易な構成で直流磁界を発生することが可能になるとともに配線のみで構成することができ、安定した炊飯性能を確保することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
以上のように、本発明にかかる誘導加熱式炊飯器は、高周波インバータの回路方式や筐体構成が変わっても安定した炊飯性能を確保することができるので、家庭用および業務用の誘導加熱式炊飯器として最適なものである。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の実施の形態１における誘導加熱式炊飯器の要部構成を示す断面図
【図２】同誘導加熱式炊飯器の要部構成を示す下面図
【図３】同誘導加熱式炊飯器における防磁磁性体の特性図
【図４】本発明の実施の形態２における誘導加熱式炊飯器の要部構成を示す断面図
【図５】同誘導加熱式炊飯器の要部構成を示す下面図
【図６】従来の誘導加熱式炊飯器の構成を示す断面図
【符号の説明】
【００３８】
１  鍋
２  加熱コイル
３  防磁磁性体
４  高周波インバータ
５  直流磁場発生手段
６  コイル状の配線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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